Molekulares Werkzeug von Helicobacter pylori entschlüsselt

München – Den Mechanismus, über den Helicobacter pylori Schleimhautzellen des Magens schädigt, hat ein internationales Konsortium unter Mitarbeit von Wissen­schaftlern des Max von Pettenkofer-Instituts für Hygiene und Medizinische Mikrobiologie der Ludwig Maximilians-Universität in München entschlüsselt. Die Arbeit ist in den Proceedings of the National Academy of Sciences erschienen (doi 10.1073/pnas­.1206098109).

Helicobacter pylori ist ein Bakterium, das sich beim Menschen im Magen einnistet. Eine Infektion zieht fast immer eine Entzündung nach sich, die meist aber ohne Symptome verläuft. In manchen Fällen kommt es zu einer Gastritis. Bis zu 20 Prozent der chronisch befallenen Patienten entwickeln wiederholt Geschwüre im Magen und im Zwölffinger­darm, die sich zu Magenkrebs auswachsen können.

Der Erreger tritt unterschiedlich aggressiv auf, was laut den Wissenschaftlern von einem sogenannten CagA-Protein abhängt. „Dieser molekulare Komplex kommt nur bei besonders pathogenen Stämmen vor“, erläutert Rainer Haas aus dem Münchner Institut.

Das CagA-Protein ist ein Giftstoff, das die zelluläre Signalweiterleitung stört und so die Entstehung von Magenkrebs begünstigt. Zusammen mit der Gruppe des Strukturbiologen Laurent Terradot an der Universität Lyon hat das Team um Haas die Kristallstruktur eines großen Teils des „bakteriellen Onkoproteins“ entschlüsseln können. Dabei zeigte sich, dass CagA auf neuartige Weise gefaltet ist und damit über eine von keinem anderen Protein bekannte dreidimensionale Struktur verfügt.

„In einem weiteren Schritt haben wir in München dann noch die Interaktion des Proteins mit seinem Rezeptor an der Wirtszelle und vor allem die Bindungsregion genauer untersucht“, berichtet Haas. Dank dieser Ergebnisse ist jetzt klar, dass die Bindung von CagA an einen Integrin-Rezeptor essentiell für die Injektion des Proteins in die Zielzelle ist. Fraglich war nun, ob diese für das Bakterium kritische Interaktion im Rahmen einer therapeutischen Intervention gestört oder unterbunden werden kann.

„Tatsächlich gelang uns der Nachweis, dass ein relativ kurzes Proteinstück aus nur 100 Bausteinen die Injektion des Toxins zumindest in der Zellkultur blockieren kann“, so Haas. Dieses Peptid stammt aus der Binderegion von CagA und ist dank der einzigartigen Struktur des Proteins möglicherweise so einzigartig in seiner Struktur, dass es hochspezifisch nur die Übertragung von CagA blockiert und damit die Ausbildung von Magenkrebs erschwert.

hil